Помощь студентам в учебе
Анализ методов борьбы с наледью на сегментных затворах гидротехнических сооружений
|
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Классификация средств защиты от обледенения. Обзор существующих
методов борьбы с наледью И
1.1 Средства защиты от обледенения затвора 12
1.1.1 Механические СЗО 12
1.1.2 Физико-химические СЗО 13
1.1.3 Тепловые СЗО 13
1.1.3.1 Обогрев калориферами 15
1.1.3.2 Обогрев инфракрасным излучением 15
1.1.3.3 Обогрев резистивными кабелями или лентами 16
1.1.3.4 Обогрев ТЭНами 17
1.1.3.5 Обогрев нагревателями на основе композитного материала
«ЭКОМ»(КРМ) 17
1.2 Средства защиты от обледенения закладных частей 18
1.2.1 Обогрев теплоносителем 18
1.2.2 Индукционный обогрев 19
1.2.3 Обогрев резистивными кабелями или лентами 21
1.2.4 Обогрев нагревателями на основе композитного материала
«ЭКОМ»(КРМ) 22
2 Описание методов обогрева сегментных затворов, применяемых на
различных ГЭС 23
2.1 Устройство сегментного затвора 23
2.2 Колымская ГЭС 24
2.3 Угличская ГЭС 26
2.4 Нижне-Бурейская ГЭС 28
2.5 Майнская ГЭС 30
3 Альтернативный вариант системы защиты сегментного затвора
водосливной плотины Майнской ГЭС 34
3.1 Обоснование актуальности альтернативной системы защиты 34
3.2 Описание предлагаемой схемы 35
3.3 Тепловой расчет обогрева обшивки затвора водосливной
плотины 37
3.4 Выбор оборудования 41
3.5 Меры безопасности при ремонте и эксплуатации
электронагревателей 46
3.6 Защита гидроцилиндра 47
4 Технико-экономический расчет 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 64
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Расположение ТЭНов на утеплительной обшивке сегментного затвора 66
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Электрическая схема обогрева сегментного затвора 67
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Обогрев закладных частей сегментного затвора 69
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ 70
1 Классификация средств защиты от обледенения. Обзор существующих
методов борьбы с наледью И
1.1 Средства защиты от обледенения затвора 12
1.1.1 Механические СЗО 12
1.1.2 Физико-химические СЗО 13
1.1.3 Тепловые СЗО 13
1.1.3.1 Обогрев калориферами 15
1.1.3.2 Обогрев инфракрасным излучением 15
1.1.3.3 Обогрев резистивными кабелями или лентами 16
1.1.3.4 Обогрев ТЭНами 17
1.1.3.5 Обогрев нагревателями на основе композитного материала
«ЭКОМ»(КРМ) 17
1.2 Средства защиты от обледенения закладных частей 18
1.2.1 Обогрев теплоносителем 18
1.2.2 Индукционный обогрев 19
1.2.3 Обогрев резистивными кабелями или лентами 21
1.2.4 Обогрев нагревателями на основе композитного материала
«ЭКОМ»(КРМ) 22
2 Описание методов обогрева сегментных затворов, применяемых на
различных ГЭС 23
2.1 Устройство сегментного затвора 23
2.2 Колымская ГЭС 24
2.3 Угличская ГЭС 26
2.4 Нижне-Бурейская ГЭС 28
2.5 Майнская ГЭС 30
3 Альтернативный вариант системы защиты сегментного затвора
водосливной плотины Майнской ГЭС 34
3.1 Обоснование актуальности альтернативной системы защиты 34
3.2 Описание предлагаемой схемы 35
3.3 Тепловой расчет обогрева обшивки затвора водосливной
плотины 37
3.4 Выбор оборудования 41
3.5 Меры безопасности при ремонте и эксплуатации
электронагревателей 46
3.6 Защита гидроцилиндра 47
4 Технико-экономический расчет 56
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 64
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Расположение ТЭНов на утеплительной обшивке сегментного затвора 66
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Электрическая схема обогрева сегментного затвора 67
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Обогрев закладных частей сегментного затвора 69
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ 70
Актуальность. Одним из важнейших элементов оборудования любой гидроэлектростанции являются затворы — устройства, позволяющие регулировать пропуск воды через ее сооружения. От надежности затворов напрямую зависит безопасность эксплуатации всей станции, поэтому этим устройствам уделяется особое внимание.
На низконапорных станциях в качестве основных затворов эксплуатационного водосброса чаще используют сегментные затворы в силу того, что их подъемные усилия меньше, чем у плоских.
В России большое число гидротехнических сооружений расположено в районах с суровыми климатическими условиями, поэтому актуальным является вопрос борьбы с обледенением механического оборудования при эксплуатации водопропускных гидротехнических сооружений в осенне-зимний период.
Опасность обледенения несет в себе возможность отказа маневрирования затвором, что противоречит требованиям СТО 17330282.27.140.017-2008 [1. с 13], в соответствии с которым затворы водопропускных сооружений должны удовлетворять следующим требованиям:
- прочности и устойчивости конструкции в целом и ее отдельных узлов;
- водонепроницаемости затвора и мест сопряжений его с частями сооружений или мест сопряжений отдельных частей затвора;
- возможности свободного маневрирования в стоячей или текущей воде в зависимости от назначения затвора;
- возможности регулирования пропуска воды (при ее заборе или сбросе) при различных открытиях отверстий без нарушения нормальной работы затвора (для основных регулирующих затворов).
Опыт эксплуатации затворов в период отрицательных температур наружного воздуха показывает, что необходимо учитывать риски нарушения нормальной работы затвора из-за возникновения всевозможных ледовых затруднений, таких как:
- обмерзания пазов, опорно-ходовых частей и уплотнений затворов вследствие протечек воды через неплотности боковых уплотнительных устройств и обледенения боковых поверхностей бычков и устоев;
- примерзания затвора к порогу;
- обледенения конструкций затвора со стороны верхнего и нижнего бьефов.
Цель настоящей работы состоит в том, чтобы предложить вариант системы защиты от обледенения сегментного затвора на примере Майнской ГЭС.
Для реализации этой цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:
6) Проанализированы существующие средства защиты от обледенения металлоконструкций.
7) Рассмотрена конструкция сегментного затвора.
8) Проведен обзор средств защиты от обледенения, примененных на эксплуатируемых ГЭС.
9) Предложен альтернативный вариант системы защиты сегментного затвора Майнской ГЭС.
10) Проведен технико-экономический расчет предложенной системы защиты сегментного затвора от обледенения.
На низконапорных станциях в качестве основных затворов эксплуатационного водосброса чаще используют сегментные затворы в силу того, что их подъемные усилия меньше, чем у плоских.
В России большое число гидротехнических сооружений расположено в районах с суровыми климатическими условиями, поэтому актуальным является вопрос борьбы с обледенением механического оборудования при эксплуатации водопропускных гидротехнических сооружений в осенне-зимний период.
Опасность обледенения несет в себе возможность отказа маневрирования затвором, что противоречит требованиям СТО 17330282.27.140.017-2008 [1. с 13], в соответствии с которым затворы водопропускных сооружений должны удовлетворять следующим требованиям:
- прочности и устойчивости конструкции в целом и ее отдельных узлов;
- водонепроницаемости затвора и мест сопряжений его с частями сооружений или мест сопряжений отдельных частей затвора;
- возможности свободного маневрирования в стоячей или текущей воде в зависимости от назначения затвора;
- возможности регулирования пропуска воды (при ее заборе или сбросе) при различных открытиях отверстий без нарушения нормальной работы затвора (для основных регулирующих затворов).
Опыт эксплуатации затворов в период отрицательных температур наружного воздуха показывает, что необходимо учитывать риски нарушения нормальной работы затвора из-за возникновения всевозможных ледовых затруднений, таких как:
- обмерзания пазов, опорно-ходовых частей и уплотнений затворов вследствие протечек воды через неплотности боковых уплотнительных устройств и обледенения боковых поверхностей бычков и устоев;
- примерзания затвора к порогу;
- обледенения конструкций затвора со стороны верхнего и нижнего бьефов.
Цель настоящей работы состоит в том, чтобы предложить вариант системы защиты от обледенения сегментного затвора на примере Майнской ГЭС.
Для реализации этой цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:
6) Проанализированы существующие средства защиты от обледенения металлоконструкций.
7) Рассмотрена конструкция сегментного затвора.
8) Проведен обзор средств защиты от обледенения, примененных на эксплуатируемых ГЭС.
9) Предложен альтернативный вариант системы защиты сегментного затвора Майнской ГЭС.
10) Проведен технико-экономический расчет предложенной системы защиты сегментного затвора от обледенения.
Обледенение - одна из актуальнейших проблем гидромеханического оборудования водосливных плотин гидротехнических сооружений России.
Настоящая работа является узкоспециализированной и посвящена методам борьбы с обледенением сегментных затворов.
Цель работы состояла в том, чтобы предложить вариант системы защиты от обледенения сегментного затвора на примере Майнской ГЭС.
В работе был проведен анализ методов защиты сегментных затворов от обледенения. Описан принцип работы каждого метода, их преимущества и недостатки.
Рассмотрена конструкция сегментного затвора и проанализированы методы, применяемые на эксплуатируемых станциях для защиты затворов от обледенения с указанием эффективности этих методов в конкретных условиях.
На основании перечисленных проблем показана актуальность и обоснованность альтернативного варианта системы защиты затвора от обледенения.
Разработана система защиты от обледенения сегментного затвора водосливной плотины Майнской ГЭС, описан принцип работы.
Был проведен тепловой расчет, на основании которого выбрано оборудование необходимой мощности. Разработана схема размещения обогревателей. Перечислены меры безопасности при ремонте и эксплуатации электронагревателей.
Рассмотрены конструкция и принцип работы гидроцилиндра. Показаны проблемы эксплуатации в период отрицательных температур наружного воздуха. Предложен вариант системы защиты от обледенения гидроцилиндра сегментного затвора.
Выполнен технико-экономический расчет предложенной системы защиты от обледенения сегментного затвора и приведено сравнение с одобренной системой обогрева, разработанной СПКТБ «Ленгидросталь».
Расчет показал, что капитальные затраты на оборудование альтернативной системы обогрева более, чем в 3 раза ниже, чем затраты на систему обогрева, предложенную СПКТБ «Ленгидросталь», что является существенной экономией средств.
Посчитаны затраты на ремонт и электроэнергию в течение 10 лет для обеих систем обогрева.
Сравнительный анализ затрат (в том числе капитальных затрат на оборудование) показал, что альтернативная система защиты сегментного затвора водосливной плотины Майнской ГЭС является экономически более выгодной, чем система защиты, разработанная СПКТБ «Ленгидросталь».
Настоящая работа является узкоспециализированной и посвящена методам борьбы с обледенением сегментных затворов.
Цель работы состояла в том, чтобы предложить вариант системы защиты от обледенения сегментного затвора на примере Майнской ГЭС.
В работе был проведен анализ методов защиты сегментных затворов от обледенения. Описан принцип работы каждого метода, их преимущества и недостатки.
Рассмотрена конструкция сегментного затвора и проанализированы методы, применяемые на эксплуатируемых станциях для защиты затворов от обледенения с указанием эффективности этих методов в конкретных условиях.
На основании перечисленных проблем показана актуальность и обоснованность альтернативного варианта системы защиты затвора от обледенения.
Разработана система защиты от обледенения сегментного затвора водосливной плотины Майнской ГЭС, описан принцип работы.
Был проведен тепловой расчет, на основании которого выбрано оборудование необходимой мощности. Разработана схема размещения обогревателей. Перечислены меры безопасности при ремонте и эксплуатации электронагревателей.
Рассмотрены конструкция и принцип работы гидроцилиндра. Показаны проблемы эксплуатации в период отрицательных температур наружного воздуха. Предложен вариант системы защиты от обледенения гидроцилиндра сегментного затвора.
Выполнен технико-экономический расчет предложенной системы защиты от обледенения сегментного затвора и приведено сравнение с одобренной системой обогрева, разработанной СПКТБ «Ленгидросталь».
Расчет показал, что капитальные затраты на оборудование альтернативной системы обогрева более, чем в 3 раза ниже, чем затраты на систему обогрева, предложенную СПКТБ «Ленгидросталь», что является существенной экономией средств.
Посчитаны затраты на ремонт и электроэнергию в течение 10 лет для обеих систем обогрева.
Сравнительный анализ затрат (в том числе капитальных затрат на оборудование) показал, что альтернативная система защиты сегментного затвора водосливной плотины Майнской ГЭС является экономически более выгодной, чем система защиты, разработанная СПКТБ «Ленгидросталь».